Cadence社とIBM
Cadence社は計算ソフトウェアの世界的リーダーで、新しいタイプの AI、自律走行車システム、障害者を支援する高度なテクノロジーなど、今日の最も重要な新興テクノロジーを推進するマイクロチップの設計を企業に支援しています。
IBMによる2ナノメートル（nm）の世界初マイクロチップ・ノードの開発は、ますます微細化するシリコン片により多くの回路を詰め込むという継続的な取り組みにおけるマイルストーンでした。2nmのノードは、革命的なエネルギー効率と技術の大きな進歩を約束します。
しかし、このような小規模なチップ上で差別化された回路を設計するには、電子設計自動化（EDA）によって実現される、極めて複雑な処理と、前例のないレベルの精度と計算が必要です。
IBMは最近、Cadence社とのパートナーシップを強化し、デジタル、アナログ、検証ソフトウェア、3D ICパッケージング、システム分析ソリューションなど、Cadence社のコアEDAおよびシステム・ポートフォリオを活用しています。それにより、チップレットとパッケージング、ロジック・テクノロジー、設計、クラウドの有効化の分野で、革新的なソリューションをより適切にお客様に提供できるようになりました。
「Cadence社とIBMは長年にわたりチップ設計で協力してきました。シリコン開発における両社の緊密なパートナーシップと、IBM Cloudに関するCadence社との最近の取り組みは、パートナーシップの深まりを反映しています」と、ハイブリッドクラウドおよびIBM Semiconductors担当の上級研究マネージャーの Vandana Mukherjeeは述べています。
IBMは、ストレージと暗号化をターゲットとした最先端のシリコンを設計するために、Cadence AIに対応したデジタル実装テクノロジーを導入しています。Cadence 3D IC パッケージ設計ツールはシステム設計の重要な要素であり、電気的問題と熱的問題の両方の分析を可能にします。IBMチームは、Cadence社のフロントエンドからバックエンドまでのソリューションを活用して、インテリジェント・システム設計の全体的なシステム機能とパフォーマンスを分析および検証する方法論を開発しています。
クラウドでのEDAワークロードの有効化
Cadence社はIBMソリューションの早期導入企業の1社でもあり、社内のソフトウェア開発とEDAワークロードを支援するために3年以上にわたって IBM® Cloudを活用してきました。
「コンピューティングは私たちにとって酸素のようなものです」と、Cadence社のCIOであるTarak Ray氏は言います。「当社には約10,000人のエンジニアと5つの主要な社内データセンターがあり、毎月何百万ものジョブが実行されています」。
コンピューティング能力の向上を求める圧力は、あらゆるところから同時に生じます。市場は毎年より多くのチップを要求しています。最終製品へのAIの組み込みの増加とカスタマイズの需要の増加により、回路設計の新たな高度化が求められています。そして、ほぼすべてのチップ設計は、市場投入に向けて熾烈な競争を繰り広げています。Cadence社は、エンジニアの作業を高速化するためにEDAプロセスにAIと機械学習（ML）を組み込んでいますが、これらのルーチンにはより多くのCPUパワーも必要です。
では、Cadence社はこの需要にどのように応えているのでしょうか。
会社のデータセンターを拡大することは理想的な解決策ではありません。Ray氏は、スペースの制限に加えて、考慮すべき課題が他にもあると指摘しています。「サーバーを購入する必要があり、インストールには時間がかかります。しかも、サーバーであればそれには最低1カ月かかります。ネットワーク機器の場合は、さらに時間がかかる可能性があります。そして、当社のエンジニアたちは今、コンピューティングを求めています」とRay氏は言います。
この問題を解決するのはクラウドです。しかし、EDAではそれほど単純ではありません。EDAクラウドには、数百万の計算とテラバイトまたはペタバイト単位のデータ量を含む大規模なワークロードをオンプレミスとクラウド間でシームレスに移行できる、新たなレベルの俊敏性が必要です。また、カスタム・チップの需要により、プロジェクトごとに異なるタイプのサーバーとプラットフォームが必要になるため、プロジェクトごとに大きな差別化を可能にする非常に柔軟性も必要です。しかも、安全でなければなりません。Cadence社の上級副社長兼システムおよび検証グループ担当ゼネラルマネージャーのPaul Cunningham氏は次のように述べています。「当社のツールで処理されるデータには、お客様の最も貴重な企業秘密が含まれています。セキュリティーは不可欠です」。
ソリューションは、コストあたりの優れたコンピューティング能力も提供する必要があります。Ray氏は、わずか4年前まで、EDAプロバイダーが、サーバー構成の複雑さと複数のワークロードをグローバルに分散していたため、コア処理リソースの使用率が非常に低かったと言います。EDAに必要なCPUボリュームでは、未使用のリソースが蓄積され、コスト効率が大幅に低下します。Cadence社は利用率を大幅に向上させることを目指しました。
Cadence社は、オンプレミスとマルチクラウド・ベースのコンピューティング・リソース（IBMのクラウド・ハイパフォーマンス・コンピューティング：HPCを含む）を組み合わせて戦略的にソリューションを設計しました。「IBM Cloudはハイブリッド・ネットワーキングとEDA業界の課題を真に理解しています」とRay氏は言います。「また、ベアメタル・サーバーと仮想サーバーの選択肢を提供し、ストレージ、データ移動および同期機能、ネットワーキング、ファイアウォールの選択肢、堅牢な仮想プライベートクラウド（VPC）オプションを備えた、まさに総合的なソリューションです」。中断を最小限に抑えて、または中断なしに、追加の容量が得られます。膨大なコンピューティング能力をバーストする必要がある場合、これも可能です」。
IBMのコンピューティング・リソースは、Cadence社のコンピューティング環境における3つのワークストリーム（Cadence社独自のソリューション用チップの設計、外部顧客の設計に対するシステム検証サービス、Cadence社製EDAツールの開発）の推進に役立ちます。
Cadence社とIBMは、次の主要コンポーネントを中心にソリューションを構築しました。
- Cadence社はコンピューティング能力にアクセスして拡張するためにIBM® Cloud Bare Metal ServersとIBM Cloud Virtual Servers for VPCを使用しています。Cadence社はコンピューティング能力にアクセスして拡張するために IBM® Cloud Bare Metal ServersとIBM Cloud Virtual Servers for VPCを使用しています。
- IBM® Spectrum LSF Suitesは、Cadence社のオンプレミスおよびIBM Cloudコンピューティング・リソース全体でシームレスなワークロード管理とジョブ・スケジューリングを実現します。「リフト・アンド・シフトが非常に簡単になり、テラバイト単位の容量にも対応できます」とCunningham氏は言います。
- IBM Storage Scaleは、セキュリティーが強化されたソフトウェア定義のファイルおよびオブジェクト・ストレージであり、クラウド環境に合わせてパフォーマンスが調整されており、EDAの厳しい入出力（I/O）要求に対応し、オンプレミスとクラウド間のシームレスで透過的なデータ移動をサポートし、必要に応じて同期します。「EDAジョブは書き込み量も読み取り量も非常に多いため、ストレージ・システムを深刻に消耗させます」とRay氏は言います。「IBMの IO Opsは導入初日から役に立ちました」。
- IBM® Asperaは、オンプレミスとクラウド間で大容量のファイルやワークロードを高速転送します。
- Red Hat OpenShiftは、オンプレミスとクラウド間でのワークロード（主にEDA用のUnixワークロード）のリフト・アンド・シフトを支援します。
Cadence社はセキュリティー要件を満たすために、IBMと連携して、セキュリティー関連のイベントとコンプライアンスに関する検出、監査、レポートを行うために、ソリューション・コンポーネントをIBM Cloud Activity TrackerおよびIBM Security and Compliance Centerと統合しました。
Ray氏はこう付け加えます。「IBM には非常に優秀な技術チームがあります。このチームは自分たちのやっていることを熟知しており、顧客の成功に注力しています。そして、私たちのビジョンを理解し、私たちと緊密に協力して、私たちの戦略目標を満たすソリューションを設計してくれました」。
Cunningham氏は、このソリューションが市場投入までの時間に与える影響について説明します。「例えば、新しいシリコン製品を提供するためのプログラムを実行しているとします。すると、一定の品質の結果を提供したり、検証目標を達成したり、十分なテストを行ったことを確認したりする必要があり、状況は厳しいものです。時間は刻一刻と進む中、できるだけ早くクラウドにアクセスすることが重要になります。数年前には、これを実行する方法がありませんでした。セキュリティーやリフト・アンド・シフトなどのハードルに対処する必要がありました。今なら、Cadence OnCloud があれば、それが簡単に実現できます」。
IBM Cloud HPCは、ストレージ・パフォーマンスの向上、コンピューティング能力の向上、セキュリティー・レベルの強化を実現するように設計されており、これらの機能により、Cadence社は全体的な効率性を高め、計算ソフトウェア・ワークロード・パフォーマンスのHPCを向上できます。
「IBM CloudはCadence社とともに、柔軟な容量を備えたスムーズなエクスペリエンスを求めるお客様の要望に応えるために、EDA as a Serviceエクスペリエンスを共同で構築しました」とIBMのハイパフォーマンス・コンピューティングのワールドワイドリーダーであるChristopher Ruusertは述べています。「このパートナーシップを通じて、EDAアプリケーションのモダナイゼーションのためにクラウドへの柔軟なパスをお客様に提供しています」。
これまで以上に多くのコンピューティング能力が利用しやすくなっただけでなく、コスト効率も向上しました。Cadence社は、IBM Cloud HPCプラットフォームを使用することで、高い使用率の目標を達成しました。現在、Cadence社は、顧客向けEDA SaaSプラットフォームであるCadence OnCloudをサポートするためにIBM Cloud HPCソリューションを使用し、この優れたツールを市場に投入しています。
ここで、Cadence社のクラウド・ビジネス開発担当副社長、Mahesh Turaga氏の言葉を紹介します。Turaga氏は、その職務から、クラウド市場を深く理解しています。
「私たちは大規模なクラウド導入の岐路に立っています」とTuraga氏。Cadence社では過去数年間にいくつもの大企業がEDAワークロード全体をクラウドに移行するために取り組むのを目にしてきたと言います。Cadence社では、すでに中小規模の顧客によるCadence OnCloudポートフォリオの大幅な採用が進んでおり、クラウドで数百件のテープアウト（集積回路の最終的なフォトマスクを作成するための計算集約型プロセス）を成功させています。Turaga氏は、現在の変化は、生成AIと大規模言語モデル（LLM）テクノロジーの出現によって少なからず推進されるだろうと説明しています。「現在、生成AIとLLMにより、あらゆる面で次世代の生産性向上が期待できます。可能性は無限です。誰しもがかつてないほどに生産的になれるでしょう。また、クラウドで利用できる無限の伸縮性へのニーズも高まるはずです」。
それでは、コストについてはどうでしょうか。無限の弾力性に対する請求額は、企業がオンプレミスのリソースに支払う金額よりも高くなる可能性がありますが、「それはリンゴとオレンジを比較するようなものです」と Turaga 氏は言います。「ビジネス・トランスフォーメーションの観点から見てみましょう」。Turaga氏は、EDAワークロードをクラウドに移行することで、チップの市場投入までの時間を2カ月短縮した Cadence社の顧客について言及しています。「それは考慮すべきビジネス価値です。エンジニアの生産性を一定の割合で向上させることができれば、収益にどのような影響があるでしょうか。典型的な5nmプロジェクトの場合、コストの大部分はエンジニアリングの人件費となります。エンジニアの生産性を10％向上させるだけでも、大きなメリットが得られるでしょう」。
Cadence Design Systems社は、30年を超える計算ソフトウェアの専門知識に基づき電子システムを設計するリーディング・カンパニーです。同社は、基盤となるインテリジェント・システム・デザイン戦略を適用して、設計コンセプトを現実のものに変えるソフトウェア、ハードウェア、IPを提供しています。Cadence社の顧客は、ハイパースケール・コンピューティング業界、5G通信業界、自動車産業、モバイル業界、航空宇宙産業、コンシューマー・プロダクト、産業界、ヘルスケア業界向けに、最もダイナミックな市場アプリケーションに使用されるチップからボードや完全型システムまで、電子製品を提供する革新的な企業です。『Fortune』誌は9年連続で、Cadence社を「働きがいのある会社100社」の1社に選出しています。
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引用または説明されているすべての事例は、一部のクライアントがIBMの製品を使用し、達成した結果の例として提示されています。他の運用環境における実際のパフォーマンス、コスト、節約、またはその他の成果は異なる場合があります。